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基于布尔交运算的三维流形单元生成研究 被引量:1
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作者 杨石扣 任旭华 张继勋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2706-2711,2720共7页
三维流形单元的生成是进行三维数值流形分析的首要问题之一。详细研究了三维流形单元的生成过程,并采用C++语言编写了相应的程序。借鉴二维流形单元的形成技术,基于拓扑学的"有向性"原理,将点、有向边、有向环、有向面和有向壳等作... 三维流形单元的生成是进行三维数值流形分析的首要问题之一。详细研究了三维流形单元的生成过程,并采用C++语言编写了相应的程序。借鉴二维流形单元的形成技术,基于拓扑学的"有向性"原理,将点、有向边、有向环、有向面和有向壳等作为三维块体的基本数据结构。将材料体和数学网格进行布尔交运算,并对形成的流形块体进行有效性检测,满足要求后即形成新的三维流形单元。每个数学网格的顶点作为新流形单元的数学覆盖,再对数学覆盖进行细分,形成流形单元的物理覆盖。分别选取凹形体、空心体和包含有限结构面的材料体与数学网格进行布尔交运算,并选取一个典型工程来检查该方法和程序的可行性。计算结果表明,该方法可以对复杂块体(凹形体、空心体和包含有限结构面的体)进行处理,为今后进行复杂结构计算和分析奠定基础,具有较强的适应性和可靠性。 展开更多
关键词 数值流形方法 布尔交运算 三维流形单元 复杂块体 数学覆盖 物理覆盖
流形切割及有限元网格覆盖下的三维流形单元生成 预览 被引量:13
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作者 李海枫 张国新 +1 位作者 石根华 彭校初 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期 731-742,共12页
三维流形单元生成和接触搜索算法问题是制约三维数值流形方法发展的瓶颈问题。系统详细地研究三维流形单元的生成方法,在前人工作基础上,采用三维有限元网格生成技术生成数学网格;通过块体数据结构、块体识别算法等方面的改进,将三维块... 三维流形单元生成和接触搜索算法问题是制约三维数值流形方法发展的瓶颈问题。系统详细地研究三维流形单元的生成方法,在前人工作基础上,采用三维有限元网格生成技术生成数学网格;通过块体数据结构、块体识别算法等方面的改进,将三维块体切割技术发展成流形切割技术,来解决流形块体生成问题;将石根华博士在二维NMM程序中采用的物理覆盖系统编码算法,扩展成三维流形编码算法,进而实现三维流形单元的生成。并在此基础上开发三维流形切割程序3D_MC.f90,可以实现四面体及六面体网格覆盖下任意形状三维流形单元的生成。通过几个例子可以看出,三维流形切割程序生成的流形块体形态、流形单元的节点与单元编码等均满足三维流形单元定义要求,从流形切割角度来看,说明此算法是正确的。 展开更多
关键词 数值分析 数值流形方法 三维流形单元 流形切割
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基于六面体覆盖的三维数值流形方法的理论探讨与应用 预览 被引量:12
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作者 郑榕明 张勇慧 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期 1745-1754,共10页
介绍了基于六面体单元的三维数值流形方法的基本理论,并在六面体单元中采用了有限元中C8型等参单元的形函数作为流形元中的覆盖函数.推导了相应平衡方程的刚度、初始应力、点荷载、体荷载、惯性力、固定点、法向接触、切向接触和摩擦力... 介绍了基于六面体单元的三维数值流形方法的基本理论,并在六面体单元中采用了有限元中C8型等参单元的形函数作为流形元中的覆盖函数.推导了相应平衡方程的刚度、初始应力、点荷载、体荷载、惯性力、固定点、法向接触、切向接触和摩擦力子矩阵.在二维接触中,切向应力和摩擦力的方向很容易沿着接触边得到,但在三维问题中要在接触面上确定该方向则非常困难,这也是所有计算方法在遇到三维接触时的难题.引入了向量理论和迭代方法,避开了相应困难的干扰.最后,给出了一个简单的地下失稳算例,证明了该三维方法的正确性. 展开更多
关键词 岩石力学 三维数值流形方法 六面体 覆盖函数 三维接触 点荷载
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